中國霧霾汙染的環境庫茲涅茨曲線研究論文
中國霧霾汙染的環境庫茲涅茨曲線研究論文
以2001～2012年中國30個省市面板資料為研究樣本，探討霧霾與經濟發展之間是否符合環境庫茲涅茨曲線。結果表明：第一，霧霾與經濟發展之間呈現N型，未出現傳統的倒U型;第二，區域發展不平衡，霧霾汙染的環境科學庫茲涅茨曲線差異顯著，東部、中部和西部地區分別呈現倒N型、N型和U型，拐點也各有不同;第三，經濟規模可減輕霧霾汙染，產業結構、人口密度、能源強度和技術進步則會加重霧霾汙染，貿易依存度及城市化並未能顯著改變霧霾汙染現狀。
改革開放以來，中國GDP以年均10%的速度在飛速增長，但伴隨著大量資源消耗以及空氣的嚴重汙染。2000年11～12月，2009年11月，尤其是2011年初以來，以可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM25)為特徵汙染物的區域性霧霾事件多有發生，波及中國將近30個省份地區。《2013中國環境狀況公報》顯示：2013年全國平均霧霾日數為359天，比上年增加183天，為1961年以來最多。有研究稱，中國霧霾現象在人口稠密、高度工業化以及經濟發展程度較高的東部地區尤為顯著[1]。這讓本文不得不繼續深入思考經濟發展與霧霾之間究竟存在著怎樣的關聯。以中國2001～2012年的30個省市面板資料為樣本，在充分考慮其他影響因素的基礎上，探討霧霾與經濟發展之間的相關關係，精確估計霧霾汙染的環境庫茲涅茨曲線，正確判斷其形態和拐點，對於中國區域霧霾的治理以及促進環境與經濟協調發展具有重要意義。
1文獻回顧
20世紀90年代以來，許多學者運用大量的環境和經濟資料來驗證EKC曲線[2]。根據選取的環境汙染代表性指標的不同，對EKC曲線的研究主要可以分為以下幾類：第一，將二氧化碳(CO2)作為環境汙染代表性指標方面的研究。在這一方面的研究成果居多，當然結論也有所不同。Shahbaz等學者均認為存在CO2的EKC曲線[3];而Friedl和Getzer等人檢驗得出CO2的EKC曲線並不存在，而呈現出N型，所對應拐點差距也很大[4];王良舉等利用CO2排放量分析了206個國家的EKC拐點[5]。第二，將二氧化硫(SO2)作為環境汙染代表性指標方面的研究。彭水軍和包群、高宏霞等證實了廢氣和SO2的排放量資料均與EKC模式吻合[6，7];Fodha和Zaghdoud發現CO2和SO2之間存在長期協整關係，SO2與GDP之間呈現EKC曲線形式，CO2與GDP之間則呈現遞增關係[8]。第三，將其他汙染物作為環境汙染代表性指標方面的'研究。Tao等證實廢氣、廢水和固體廢棄物都存在EKC曲線形式[9];宋馬林和王舒鴻利用廢氣驗證了中國各省市環境庫茲涅茨曲線的拐點[10];張成等驗證了SO2和工業三廢與經濟增長呈現多種形狀，包括單調遞減、U型、倒U型、N型和倒N型等[11];程莉應用改進的人類發展指數驗證了環境汙染與經濟增長之間並沒有呈現倒U型[12]。
不難發現，對於EKC曲線在經濟增長和汙染排放之間的關聯研究方面有一定的改進空間。在大多數文獻中，所選取汙染物不同，汙染物和經濟增長之間的實證結論亦會有所不同。同樣，所選取的地區等樣本不同，所得到的結論也會有變化。從這個角度來看，把霧霾作為新環境汙染物指標來研究與經濟發展之間有怎麼樣的相關關係時，相關結論又如何變化，這的確需要具體實證分析作為支援。這正是本文所關注的重點。
2研究方法及變數選取
本文采用引數估計模型來檢驗霧霾汙染的庫茲涅茨曲線，見式(1)。
lnPM25it=ai+β1lnPGDPit+β2(lnPGDPit)2+β3(lnPGDPit)3+β4lnGDPit+β5SGDPit+β6Tradeit+β7lnpopit+β8Iit+β9lnTechit+β10Cityit+εit(1)
式(1)中，ai是常數項、β為待估引數、ε為隨機誤差項。①因變數為霧霾汙染，具體為第i個省市在第t年的PM25濃度，PM25濃度越高，霧霾越嚴重;②自變數為各省市人均GDP，為第i個省市在第t年人均GDP，i代表中國30個省份;t代表不同時期。並選用控制變數保持結果的穩定性：經濟規模、產業結構、貿易依存度、人口密度、能源強度、技術進步、城市化率，各變數解釋彙總見表1。根據式(1)迴歸結果，可判定經濟增長和霧霾汙染之間的主要曲線關係，見表2。
3資料來源及描述性統計
PM25為人們判斷霧霾的關鍵顯示性指標，是霧霾的重要組成部分，本文選擇霧霾汙染指標為PM25濃度年均值[13]。中國於2012年底才初步監測PM25濃度，鑑於資料可得性及資料統計口徑原因，PM25資料來源於哥倫比亞大學國際地球科學資訊網路中心[14]，根據Donkelaar等人思路，利用衛星裝置監測得到全球2001～2012年PM25濃度分佈圖[15]。藉助於此圖，利用Arcgis93軟體進行處理，得到中國30個省份(不包括港、澳、臺和西藏)2001～2012年的PM25濃度值。圖1為2001～2012年中國及三大區域PM25濃度圖。
其他資料來自於各省市2002～2013年《各省市統計年鑑》《新中國60年統計資料彙編》等。利用國家統計局GDP平減指數以2000年為基期進行GDP平減，以各地區工業價格指數對工業增加值進行平減處理。進出口貿易資料以人民幣匯率的當年均價進行換算。為考慮區域發展不平衡問題，採取國家統計局對東中西部地區的劃分標準。圖2為全國及三大地區2001～2012年人均GDP變化趨勢圖。各變數描述性統計見表3。
(1)中國霧霾汙染庫茲涅茨曲線的存在性。全國組中，各系數均通過了顯著性檢驗，根據表2可以判定霧霾汙染與經濟發展之間呈現N型形態。但是該方程並沒有實數解，此模型沒有拐點，無法判定曲線在何時出現拐點。可以發現，霧霾的庫茲涅茨曲線並沒有呈現傳統的倒U型，與現有研究有所不同。安琥森等人認為廢水排放量和固體廢物產生量均呈現倒N型[16];高紅霞等認為廢氣和SO2等汙染物呈現倒U型[7]。這可能與汙染物不同有關，同時凸顯出不同環境汙染物下的庫茲涅茨曲線的差異性。
(2)霧霾庫茲涅茨曲線的區域差異性。從計量結果知：中國區域發展不平衡，差異顯著。東部地區人均GDP各系數顯著，可判定霧霾與經濟發展之間呈現N型，並且有兩個拐點15680元和35400元。當人均GDP低於15680元時，霧霾隨經濟增長而加重，處於兩個拐點之間時，霧霾隨經濟增長而減輕，而高於35400元時，霧霾隨著經濟增長而再次加重。中部地區人均GDP各系數均通過了顯著性檢驗，霧霾與經濟增長之間呈現倒N型，並有兩個拐點9480元和19100元，拐點9480元左邊，霧霾隨經濟增長而減輕，兩個拐點之間，霧霾加重，拐點19100元右邊，霧霾隨經濟增長而減輕。西部地區人均GDP一次項和二次項係數通過了一致性檢驗，三次項係數未透過檢驗，可知，霧霾庫茲涅茨曲線僅有一個拐點，拐點值為24000元，呈現U型，24000元左邊，霧霾隨經濟增長而減輕，越過24000元后，霧霾會更加嚴重。
(3)經濟規模。從估計結果可知：全國及三大地區中，GDP係數均通過了顯著性檢驗且符號為負，說明經濟發展的規模效應能夠降低PM25濃度，減輕霧霾，改善環境質量。
(4)產業結構。各地區第二產業增加值佔GDP比值係數均為正，且通過了顯著性檢驗。可見，產業結構的變動會引起霧霾汙染的相應變動。長期工業、機動車排放汙染過高，以能源消耗為主的第二產業在我國的發展中仍然處於主要地位。2001年，全國三次產業結構比例為15∶51∶34，2012年為101∶453∶446，在此期間第二產業所佔比重僅下降了6個百分點，可見產業結構亟待調整。
(5)貿易依存度。各地區進出口貿易總額與GDP比值係數均為負，但沒有透過顯著性檢驗，可見，沒有證據能夠證明外資依存度是否對我國的霧霾有顯著影響，這與晉盛武和吳娟認為貿易開放加重了我國的環境汙染的結果不相符，原因可能在於所選擇的環境汙染的指標不同[17]。與外國企業進行貿易往來的時候，在吸入外國汙染企業轉移的同時，也有可能帶來了先進的汙染治理技術，因此，並不能證明貿易依存度對霧霾有影響。
(6)人口密度。各地區人口密度係數均通過了顯著性檢驗，且係數為正。人口密度越大，霧霾越嚴重，這是因為人口聚集的地方，勞動力比較充裕，產品需求市場也比較大，更多企業就會抓住這個契機去投資辦廠，將會消耗更多的資源，加重環境的汙染。根據這一結果可以判定，人口比較集中的東部沿海地區面臨的環保壓力大於中、西部地區。
(7)能源強度。各地區能源強度係數均為正，且通過了顯著性檢驗。可知，能源強度越高，霧霾汙染就越嚴重。我國在2011年一躍成為世界煤炭生產、消費與淨進口第一大國，雖然近兩年煤炭的消費生產比例有所下降，但以煤為主的能源消費模式在相當長一段時期內將難以改變，可見，這一消費方式在未來一段時間內會繼續加大霧霾的汙染。
(8)技術進步。各地區技術效應係數全部透過顯著性檢驗，且各系數均為正。這與本文預期的符號相反。這反映出技術進步並不能有效地改善我國霧霾汙染。一方面各地區專利申請授權數並不能很好地衡量技術進步水平;另一方面我國自主創新能力較弱，與發達國家相比，差距還很大，技術進步主要靠引進國外的先進技術，因此，技術創新需要從照抄照搬轉化為在模仿基礎上進行改進和研究。
(9)城市化率。從結果來看，各個地區係數均為正，但均未透過顯著性檢驗，並未有證據能夠證明城市化會對霧霾造成顯著影響。
4結論與建議
本文利用2001～2012年中國省際面板資料，探討了霧霾的環境庫茲涅茨曲線。主要結論如下：①霧霾與經濟發展之間呈現倒N型曲線，並沒有出現傳統的倒U型;②區域發展不平衡，差異顯著。不同地區經濟發展和霧霾汙染不同，曲線形態也各不相同。東部、中部和西部地區霧霾與經濟發展之間分別呈現倒N型、N型和U型狀態，霧霾和經濟發展的關係並不唯一，呈現出多樣化狀態;③曲線拐點也各有不同，東部地區兩個拐點分別是15680元和35400元，中部地區兩個拐點分別是9480元及19100元，西部地區的拐點是24000元;④經濟規模擴大會減輕霧霾;⑤產業結構、人口密度、能源強度和技術進步在一定程度上會加重霧霾汙染;⑥沒有證據能夠證明貿易依存度和城市化率會對霧霾造成影響。根據以上研究結論，提出如下建議：
(1)在發展經濟的同時，要注意環境汙染治理。環境治理與經濟發展不是對立體，尤其是現階段的霧霾治理，不同區域的經濟發展階段不同，霧霾汙染狀況不同，霧霾汙染的特徵和影響因素不同，霧霾汙染和經濟增長之間所呈現的關係也不同。因此，建立跨行政區域的聯動機制，綜合考慮高耗能、高汙染企業的規劃佈局，在《大氣汙染防治行動計劃》的基礎上，出臺《區域霧霾防治條例》等相關政策，實現區域聯合治理順利進行。
(2)最佳化產業結構，提升第三產業所佔比例，大力發展節能環保產業，推動節能環保產品和相關基礎設施的建設，減少重工業及第二產業所佔比例;積極開發利用清潔能源，提高能源利用率，減緩經濟發展的能源消耗對環境的壓力，加快清潔能源和新能源的開發和利用，尤其是水電和核電資源的充分利用。
(3)鼓勵自主研發和技術創新。技術創新並未有效地減輕霧霾汙染，但目前的技術創新並沒有考慮是否與當地的環境政策和市場相容，不能盲目否認技術所帶來的正向效應。因此，創新出實時適地的環保技術，從源頭、過程和汙染全面著手，不能僅僅開發汙染治理技術，要從根源上入手，例如讓汽車零排放，針對燃煤、揚塵等排放源進行控制，除塵、脫硫等關鍵技術實現廣泛應用。